KR102143115B1 - 체내 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진동 캡슐을 제공한다. 상기 진동 캡슐은 운동 생성 유닛, 운동 제어 유닛, 무선 통신 유닛 및 전원 공급 유닛(4)을 포함한다. 운동 제어 유닛은 운동 생성 유닛에 명령을 송신하여, 운동 생성 유닛으로 하여금 설정 가능한 주파수와 듀티 사이클로 운동을 생성하도록 한다. 전원 공급 유닛(4)은 운동 제어 유닛을 통해 운동 생성 유닛에 전원을 공급하며, 진동 캡슐의 작업 시간과 휴면 시간을 확정한다. 상기 진동 캡슐은 캡슐 운동 검측 유닛을 더 포함하며, 상기 캡슐 운동 검측 유닛은 적어도 하나의 센서를 포함하여, 무선 통신 유닛에 정보를 송신한다.

Description

체내 장치 및 그 제어 방법

본 발명은 진동 파라미터와 의료 응용에 관련된 진동 장치 사이의 관련성에 관한 것으로서, 특히는 체내의 진동 캡슐 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

과체중 및 변비 환자가 갈수록 많아짐에 따라, 사람들은 통변이 가능한 의료 기기를 사용하여 다이어트를 하거나 변비를 방지한다. 종래의 변비를 치료하거나 체중을 줄이는 방법은 주로 설사를 유도하는 약물에 의존하여 작용하거나, 또는 체외의 복부 안마 장치를 통해 작용한다. 그러나, 설사를 유도하는 약물을 장기간 사용하면, 쉽게 약물에 대한 의존성이 생기고, 이로 인해 인체의 탈수 등의 부작용을 초래한다. 체외의 복부 안마 장치의 안마 작용도 인체의 복부에 축적된 지방으로 인해 진동을 감퇴시키므로 안마 효과에 영향을 준다. 따라서, 인간의 결장벽과 안전하고 효과적으로 상호 작용하고, 결장 경련을 완화시키며, 결장 동력을 향상시키고, 변비를 치료하며, 환자의 건강 상태를 보강할 수 있는 체내 의료 장치가 필요하다.

인체의 결장벽에 작용함으로써 진동 캡슐은 결장 경련을 완화시키고 및 결장 동력을 향상시켜, 변비 치료, 배변 촉진 및 미용 효과에 도달할 수 있다. 인체의 소장벽에 작용함으로써, 진동 캡슐은 소장의 연동운동을 촉진시키고 및 소장의 음식물에 대한 흡수를 감소시켜, 다이어트 효과에 도달할 수 있다. 일부 소장의 연동운동으로 인해 생기는 가성 장경색에 대해서는, 대응하는 소장구간을 자극시겨 치료할 수 있다.

본 발명은 체내에 적용되는 진동 캡슐 및 그 제어 방법을 개시한다.

본 발명의 목적은, 환자의 전체 소화관 건강 상태를 개선할 수 있고, 환자의 체중을 줄일 수 있는 진동 캡슐을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 소화관 내에 있을 경우 환자가 자유롭게 조작할 수 있도록, 편리하게 사용하는 진동 캡슐을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 아무런 불편을 초래하지 않는 상황에서 환자가 최상의 임상 결과를 얻도록 도울 수 있는 진동 캡슐을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 긴 보존 기간과 사용자가 사용할 수 있는 작업 시간을 가지는 진동 캡슐을 제공하는 것이다.

상기 목적을 실현하기 위하여, 진동 캡슐을 제공한다. 상기 진동 캡슐은 운동 생성 유닛, 운동 제어 유닛, 무선 통신 유닛 및 전원 공급 유닛을 포함한다. 상기 운동 제어 유닛은 운동 생성 유닛에 조작 명령을 송신하여, 운동 생성 유닛이 설정 가능한 주파수와 듀티 사이클에서 운동을 생성한다. 상기 전원 공급 유닛은 운동 제어 유닛을 통해 운동 생성 유닛에 전원을 공급하며, 진동 캡슐의 작업 시간과 휴면 시간을 결정한다. 상기 진동 캡슐은 캡슐 운동 검측 유닛을 더 포함하며, 상기 캡슐 운동 검측 유닛은 적어도 하나의 센서를 포함하여, 무선 통신 유닛에 정보를 송신한다.

본 발명의 추가적인 개량으로서, 상기 센서는 가속도 센서(중력 센서), 압력 센서, 온도 센서, 자기장 센서 또는 자이로 센서일 수 있다.

본 발명의 추가적인 개량으로서, 상기 전원 공급 유닛은 리튬 배터리, 산화은 배터리, 충전식 배터리 및/또는 무선 충전 장치일 수 있다.

본 발명의 추가적인 개량으로서, 상기 무선 통신 유닛의 통신 방법은 무선 주파수 통신법, 교류-자기장 상호 작용법 및/또는 인체 접촉 전극법일 수 있다.

본 발명의 추가적인 개량으로서, 상기 운동 생성 유닛은 버튼형 편심 휠 모터, 선형 편심 휠 모터 또는 자기 편심 휠 모듈일 수 있다. 상기 운동 생성 유닛은 단일 모터일 수 있으며, 상술한 다수 모터의 조합일 수도 있다. 각 모터는 모두 캡슐의 축선을 따르거나, 캡슐의 축선으로부터 멀어지거나, 축선과 경사각을 이루거나 또는 임의의 조합 방식으로 설치할 수 있다. 상기 진동 캡슐은, 회전 속도를 높이거나 낮추며 모터로부터 회전자로의 토크 전환을 진행할 수 있도록, 변속기를 더 배치할 수 있다.

본 발명의 추가적인 개량으로서, 상기 진동 캡슐은 캡슐 위치 검측 유닛을 더 포함하여, 캡슐의 현재 위치를 확정한다. 상기 캡슐 위치 검측 유닛은 소화관 위치 검측 모듈과 캡슐 배출 표시 모듈을 포함한다. 상기 소화관 위치 검측 모듈은 지연 알고리즘, PH값 측정법, 소형 자석 추적법, 무선 주파수 포지셔닝법 또는 효소 촉발법을 이용하여 검측한다. 상기 캡슐 배출 표시 모듈은 무선 통신법, 온도 감지법 또는 자기 검측법을 사용하여 검측한다.

본 발명의 추가적인 개량으로서, 상기 진동 캡슐은 캡슐 온/오프 모듈을 더 포함한다. 상기 캡슐 온/오프 모듈은 자기 제어 리드 스위치, 감광 조사 스위치, 교류 자기장 감지 스위치, 주파수 감지 스위치 또는 온도 감지 스위치일 수 있다.

이하, 도면을 결합하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에서의 진동 캡슐의 구조 개략도이고;
도 2는 본 발명의 일 실시예에서의 진동 캡슐의 기능 부재의 개략도이며;
도 3은 본 발명의 일 실시예에서의 진동 캡슐의 운동 제어 유닛과 운동 생성 유닛의 개략도이며;
도 4는 본 발명의 일 실시예에서의 전원 관리 유닛을 구비한 진동 캡슐의 기능 부재의 개략도이며;
도 5는 본 발명의 일 실시예에서의 캡슐 위치 검측 유닛을 구비한 진동 캡슐의 기능 부재의 개략도이며;
도 6은 본 발명의 일 실시예에서의 진동 캡슐의 작업 주기와 듀티 사이클의 개략도이며;
도 7은 본 발명의 일 실시예에서의 진동 캡슐의 PCB판의 구조 부재의 개략도이며;
도 8은 본 발명의 일 실시예에서의 진동 캡슐의 캡슐 위치 검측 유닛의 구조 부재의 개략도이며;
도 9는 본 발명의 일 실시예에서 무선 통신 유닛으로부터 운동 생성 유닛으로의 명령 송신 개략도이며;
도 10은 본 발명의 일 실시예에서 처리되지 않은 데이터를 캡슐 위치 검측 유닛, 운동 검측 유닛 및 무선 통신 유닛으로부터 외부 기기에 송신하고 운동 생성 유닛에 송신함을 보여준 개략도이며;
도 11과 도 12는 본 발명에서 캡슐을 진동시키는 방법의 흐름 개략도이며;
도 13은 본 발명의 일 실시예에서의 제어 회로의 개략도이다.

이하, 도면의 각 실시형태를 참고하여, 진동 캡슐 및 그 제어 방법에 대해 상세히 설명한다. 상기 진동 캡슐은 목표 위치에 놓인 제1 운동 생성 장치 및 제2 운동 생성 장치를 포함한다. 단순화를 위해, 생물 의료 응용의 배경하에서, 상술한 진동 캡슐에 대해 설명한다. 다시 말해, 상기 목표 위치는 환자의 체내 예를 들어 소화관 내에 위치한다. 단순화를 위해, 본 발명에 따른 의료 기기는 체내 장치이다. 상기 의료 기기는 경구 방식으로 소화관에 송달하는 비 침입식 전달 방법을 이용한다. 본 발명에서, 상기 의료 기기를 캡슐이라고 부르며, 상기 캡슐은 모양, 사이즈 또는 크기의 제한을 받지 않는다. 원 위치 운동 생성 장치, 운동 생성 장치를 제어 가능한 제어 모듈 및 제어 모듈과 통신하는 무선 통신 모듈을 포함하에서, 본 발명에 따른 진동 캡슐 및 그 사용 방법은 다른 적용 분야에서 바로 실시될 수 있다.

본 분야의 통상의 기술자라면 아래의 실시형태는 시범 목적에서 나온 것이지 본 발명을 제한하지 않음을 이해할 수 있을 것이다. 후술하는 실시형태를 토대로 이루어진 구조 또는 기능상의 변화는 모두 본 발명의 보호 범위에 포함된다.

아래와 같이, 상기 진동 캡슐의 구조와 사용 방법에 대해 상세히 설명한다. 도면에서 아래의 소자 부호를 포함한다.

1: 회전자

2: 모터

3: 제 2 절연 지지 부재

4: 전원 공급 유닛

5: 제1 절연 지지 부재

6: PCB판

7: 리드 스위치

8: 캡슐 케이스 후단

9: 무선 주파수 안테나

10: 모터 브라켓

11: 캡슐 케이스 전단

21: 진동 모터

24: 자기 제어 리드 스위치

201: 제1 배터리

202: 제2 배터리

231: 프로세서

232: 무선 주파수 송수신기 모듈

233: 필드 효과 트랜지스터

234: 무선 주파수 안테나

300: 자기 베이스

진동 캡슐 시스템에 있어서, 체내에 설치되는 진동 캡슐과, 사용자 인터페이스를 구비한 외부 조작 시스템을 포함한다. 일 실시형태에서, 상기 진동 캡슐은 환자의 소화관 내에 설치되고, 상기 외부 조작 시스템은 환자의 체외에 설치된다. 일 실시예에서, 외부 조작 시스템은 외부 기기에서 실행되며, 상기 외부 기기는 스마트폰 등의 휴대용 기기일 수 있다. 일 실시형태에서, 진동 캡슐은 운동 생성 유닛과 운동 제어 유닛 및 무선 통신 모듈을 포함하며, 상기 무선 통신 모듈은 무선 통신 네트워크를 통해 외부 조작 시스템과 통신할 수 있다.

본 발명에서 상기 진동 캡슐(이하, ‘캡슐’로 약칭한다)은 캡슐 기능 어셈블리와 캡슐 구조 어셈블리를 포함한다. 상기 캡슐 기능 어셈블리는 운동 생성 유닛, 운동 제어 유닛, 무선 통신 유닛, 캡슐 운동 검측 유닛, 캡슐 위치 검측 유닛, 전원 공급 유닛과 전원 관리 유닛을 포함한다. 상기 전원 관리 유닛은 캡슐 온/오프 모듈을 더 포함한다. 상기 캡슐 구조 어셈블리는 캡슐 케이스와 기능 부재 지지 구조를 포함한다.

본 발명의 제1 측면에서, 상기 진동 캡슐은 하나의 케이스를 포함하고, 상기 케이스는 진동 캡슐이 진동하는 상황하에서 케이스가 손상받지 않도록, 내 충격성 재료로 제작된다. 상기 케이스도 안전 표준을 통과한 생물 호환성 재료로 제작되며, 예를 들어, 의약품 등급의 폴리 카보네이트를 케이스 재료로 사용한다. 도 1에서, 소자 8은 캡슐 케이스 전단을 표시하고, 소자 11은 캡슐 케이스 후단을 표시한다.

실시형태에서, 상기 캡슐은 임의의 형상과 기하 구조를 구비할 수 있다. 상기 캡슐 케이스는 마름모꼴, 타원형, 가늘고 긴 모양, 말의 눈 모양, 아령형 등을 포함하나 이에 한정하지 않는다. 일 실시예에서, 도 1에서와 같이, 상기 캡슐은 가늘고 긴 모양이고, 양단은 반구형이다. 도 1을 참고하면, 상기 캡슐 케이스는 전단과 후단을 포함한다. 본 발명에서, 캡슐 케이스는 캡슐의 길이를 따라 형성된 축선을 구비한다. 상기 전원 공급 유닛, 운동 제어 유닛과 운동 생성 유닛은 모두 상기 축선을 따라 설치된다.

본 실시형태에서, 환자의 체내에 설치할 수 있다는 전제하에서, 상기 캡슐은 임의의 사이즈 또는 크기를 구비할 수 있다. 예를 들어, 캡슐을 비 침입 방식 예컨대 경구 방식으로 환자의 소화관 내에 송달한다. 상기 환자는 인간 또는 동물일 수 있다. 다른 실시형태에서, 상기 캡슐은 상응하는 진동 피드백 효과를 얻기 위해, 체외의 소화관 모델에서 실행할 수도 있다. 도 1을 참고하면, 캡슐은 전단으로부터 후단까지의 길이를 구비할 수 있다. 일 실시예에서, 캡슐의 길이는 27.6mm이다. 여전히 도 1을 참고하면, 캡슐은 2개의 반구형 단부를 구비한다. 상기 반구형 단부의 직경은 캡슐 본체의 직경이다. 일 실시예에서, 캡슐의 직경은 대략 11.8mm이다.

본 실시형태에서, 이동 또는 진동시 환자에게 선명한 불편함을 초래하지 않는 것을 전제로, 상기 캡슐은 임의의 중량을 구비할 수 있다. 상기 중량은 캡슐의 축선 주위에 분포된다. 도 1에서와 같이, 상기 전원 공급 유닛, 운동 제어 유닛과 운동 생성 유닛은 모두 캡슐 축선을 따라 설치된다. 일 실시예에서, 캡슐의 중량은 6g보다 작다. 다른 실시예에서, 캡슐의 중량은 5g보다 작다. 또 다른 실시예에서, 캡슐의 중량은 4.5g보다 작다. 또한, 상기 진동 캡슐은 소화관벽을 안마하여 체내 소화 상황을 개선하는 목적을 달성하도록, 휘젓을 수도 있고 진동시킬 수도 있다. 상기 진동 캡슐의 중량과 안마 효과는 비례된다. 일 실시예에서, 캡슐의 중량은 2g보다 크다. 다른 실시예에서, 캡슐의 중량은 3g 미만이다. 또 다른 실시예에서, 캡슐의 중량은 4g보다 작다. 또 다른 실시예에서, 캡슐의 중량은 4.5g보다 크다.

본 발명의 제2 측면에서, 상기 진동 캡슐은 운동 생성 유닛과 운동 제어 유닛을 포함한다. 상기 운동 생성 유닛은 캡슐을 진동시키는 원위치 동력을 제공한다. 상기 운동 생성 유닛은 버튼형 편심 휠 모터, 선형 편심 휠 모터 또는 자기 편심 휠 모듈일 수 있다. 상기 운동 생성 유닛은 상술한 단일 모터일 수 있으며, 상술한 다수 모터의 조합일 수도 있다. 각 모터는 모두 캡슐 축선을 따르거나, 캡슐의 축선으로부터 멀어지거나, 축선과 경사각을 이루거나 또는 임의의 조합 방식으로 설치할 수 있다. 일 실시예에서, 캡슐이 진동할 경우, 진동 방향은 캡슐 축선과 수직한다. 다른 실시예에서, 캡슐이 진동할 경우, 진동 방향은 캡슐 축선과 평행도 수직도 아닌 0-90°의 협각을 이룬다. 도 1을 참고하면, 캡슐의 축선은 머리 부분으로부터 끝부분까지의 길이 방향으로 설치된다. 만약, 캡슐을 도 1에서와 같은 방향을 이용하면, 진동 방향과 축선이 수직한다는 것은 캡슐이 상하 방향으로 진동한다는 것을 의미한다. 일부 실시예에서, 캡슐에 변속기를 설치하여 회전 속도 및 모터로부터 회전자로의 토크 전환을 증가 또는 감소시킨다.

일 실시형태에서, 상기 운동 생성 유닛은 제1 운동 생성 기기와 제2 운동 생성 기기를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 제1 운동 생성 기기는 모터이고, 제2 운동 생성 기기는 회전자이다. 도 1에서와 같이, 소자 2는 모터이고, 소자 1은 회전자이다. 모터는 진동 캡슐을 강제 진동시킨다. 도 2를 참고하면, 상기 운동 생성 유닛은 다른 내부 소자 또는 외부 소자로부터 제어 신호를 획득하여, 조작 가능한 운동 제어 명령을 생성하고, 상기 운동 제어 명령을 운동 생성 유닛으로 송신할 수 있다. 상기 운동 제어 명령은 고조파 진동 또는 비고조파 진동이 생성되도록, 주기적인 안정 상태 진동, 순간 진동 또는 무작위 진동을 포함하나 이에 한정하지 않는다. 상기 진동 캡슐의 진동은 작업 시간과 휴면 시간을 교체하는 제어 가능한 프로토콜이 있으며, 전원 공급 유닛이 제어하거나 또는 전원 공급 유닛과 전원 관리 유닛이 함께 제어한다. 상기 진동 캡슐의 진동은 운동 제어 유닛이 제어할 수 있는 조절 가능한 주파수 및/또는 듀티 사이클을 구비한다. 상기 운동 생성 유닛은, 1-20Hz의 주파수를 가지고 듀티 사이클은 0.01 내지 0.9에서 조절 가능한 진동을 생성할 수 있다.

활동(온) 상태와 비 활동(오프) 상태의 상대적인 비례를 조절함으로써, 진동 레벨 또는 강도를 조절한다. 예를 들어, 강하거나 또는 높은 진동 레벨의 경우에, 주파수는 15 내지 20Hz이다. 일 실시예에서, 하나의 작업 주기 내에서, 캡슐이 ‘온’ 상태와 ‘오프’ 상태에 있는 비례는 1 : 1 내지 1 : 2이다. 약하거나 또는 낮은 진동 레벨의 경우에, 주파수는 4 내지 6Hz이다. 일 실시예에서, 하나의 작업 주기 내에서, 캡슐이 ‘온’ 상태와 ‘오프’ 상태에 있는 비례는 1 : 3 내지 1 : 5이다.

상기 운동 제어 유닛은 운동 생성 유닛에 조작 가능한 운동 명령을 송신한다. 일 실시형태에서, 상기 운동 제어 유닛은 직접적으로 특정 파라미터를 변경하며, 상기 특정 파라미터는 모터의 회전 속도, 주파수(도 6을 참고), 듀티 사이클, 작업 주기 또는 매 작업 주기 내의 캡슐 작업 시간과 휴면 시간의 비례 등의 파라미터일 수 있다. 다른 실시형태에서, 캡슐 운동 제어 유닛은 특정 파라미터를 변경하지 않고, 진동 레벨 및 진동 방향을 변경하며, 각 진동 레벨은 한 그룹의 기설정 파라미터에 대응되며, 모터의 회전 속도, 주파수(참고 도 6), 듀티 사이클, 작업 주기 또는 매 작업 주기 내의 캡슐 작업 시간과 휴면 시간의 비례 등을 포함한다. 서로 다른 진동 레벨은 적어도 하나의 서로 다른 파라미터에 대응된다. 서로 다른 진동 레벨은 점차 증가하거나 또는 점차 감소할 수 있다. 상기 진동 캡슐의 진동 레벨은 연속적이거나 비 연속적일 수도 있다. 일 실시형태에서, 상기 운동 제어 유닛은 적어도 제1 및 제2 역치 사이에서 진동 레벨을 조절할 수 있으며, 상기 제1 역치는 환자가 편안함을 느낄 수 있는 최대 진동 레벨이고, 상기 제2 역치는 아무런 부작용이 없는 상황하에서 동일한 환자가 견딜 수 있는 최대 진동 레벨이다. 그리고, 상기 운동 제어 유닛은 연속적으로 진동을 비 활동 상태에서 활동 상태로 조절하거나 또는 연속적이지 않는 중간 진동 레벨에서 진동을 비 활동 상태에서 활동 상태로 조절할 수 있으며, 캡슐이 작동할 때부터 또는 휴면 상태에서 작업 상태로 전환할 때부터 상술한 조절을 진행할 수 있다.

상기 진동 캡슐의 진동 강도는 하나의 맞춤 값을 가지며, 상기 맞춤 값은 캡슐을 출고할 때 기설정된다. 각 진동 캡슐은 서로 다른 진동 강도로 맞춤 제작될 수 있다. 일 실시형태에서, 상기 진동 모터는 하나의 편심 휠 모터이다. 일 실시형태에서, 회전자(소자 1)는 캡슐 위치 검측 방법으로서 자기 추적을 사용할 수 있도록, 자기 소자로 제작할 수 있다. 다른 실시형태에서, 진동 모터의 회전 속도는 100회/분 내지 10000회/분일 수 있다.

본 발명의 제3 측면에서, 도 2를 참고하면, 상기 진동 캡슐은 전원 공급 유닛을 포함한다. 일 실시형태에서, 상기 운동 제어 유닛은 전원 공급 유닛과 전기적으로 연결된다. 상기 전원 공급 유닛은 리튬 배터리, 산화은 배터리, 충전식 배터리 및/또는 무선 충전 장치일 수 있다. 상기 전원 공급 유닛은 무선 통신 유닛, 운동 제어 유닛 및 캡슐 운동 검측 유닛을 포함한 모든 소자에 전원을 공급한다. 그리고, 상기 전원 공급 유닛은 모든 소자에 대한 전원 공급을 최적화 하고, 전기 에너지를 절약하며, 진동 캡슐의 사용 시간을 연장하도록, 하나의 전원 관리 유닛에 연결될 수 있다. 도 1에서와 같이, 소자 4는 배터리이며, 상기 배터리는 전원 공급 유닛이다. 일 실시예에서, 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board，PCB)에는 전원 관리 유닛이 설치되어 있으며, 상기 전원 관리 유닛은 전원 공급 유닛과 운동 제어 유닛을 연결하는 데 사용된다.

일 실시형태에서, 상기 전원 공급 유닛은 전원 관리 유닛을 통해 진동 캡슐 중의 모든 기능 부재에 전원을 공급한다. 일 실시예에서, 상기 전원 관리 유닛은 캡슐 온/오프 모듈을 포함하며, 상기 캡슐 온/오프 모듈은 시간 프로토콜을 토대로 캡슐의 작업 시간 또는 휴면 시간을 조절한다. 예를 들어, 도 6을 참고하면, 상기 전원 관리 유닛은 하나의 타이밍 소자를 포함하고, 상기 진동 캡슐은 서로 교체되는 활동 상태와 비 활동 상태를 구비한다.

본 발명의 제4 측면에서, 상기 진동 캡슐은 무선 통신 유닛을 포함한다. 상기 무선 통신 유닛의 통신 방법은 무선 주파수 통신법, 교류-자기장 상호 작용법 및/또는 인체 접촉 전극법을 포함한다. 일 실시형태에서, 도 1을 참고하면, 상기 무선 통신 유닛은 무선 주파수(Radio Frequency，RF) 안테나, RF 송수신기 모듈과 PCB 유닛을 포함한다. 무선 통신 유닛을 통해, 진동 캡슐은 블루투스 기기와의 연결 구축이 가능하다. 상기 블루투스 기기는 외부 기기와 통신하며, 상기 외부 기기는 스마트폰, 네트워크 데이터 센터 또는 클라우드 서버 센터 등일 수 있다. 상기 RF 송수신기 모듈의 통신 주파수는 433MHz 또는 2.4GHz일 수 있다.

일 실시형태에서, 상기 무선 통신 모듈은 캡슐 운동 검측 유닛의 데이터를 수신하여 그 데이터를 외부 기기에 송신하고, 상기 외부 기기는 데이터를 분석하여 무선 통신 유닛에 명령을 리턴시킨다. 상기 무선 통신 유닛은 외부 기기로부터 수신한 명령을 운동 제어 유닛이 수신 가능한 데이터로 변환시킨다. 일 실시형태에서, 상기 캡슐 운동 검측 유닛으로부터 수신한 데이터는 계산과 분석을 거쳐 다시 외부 기기로 송신된다. 상기 외부 기기는 사용자 인터페이스를 더 포함하며, 상기 사용자 인터페이스는 환자가 캡슐의 기본 특성을 조회하고 진동 레벨을 수작업으로 입력하거나 조절할 수 있도록 한다. 상기 캡슐의 기본 특성은 캡슐의 일련 번호, 현재 진동 주파수, 듀티 사이클, 작업 시간, 휴면 정지, 생산 날짜 및 캡슐의 전원 켜기 시간 등의 정보를 포함한다.

다른 실시형태에서, 상기 무선 통신 모듈은 캡슐 위치 검측 유닛으로부터 정보를 더 수신하며, 상기 캡슐 위치 검측 유닛은 데이터를 수집하여, 소화관에서의 진동 캡슐의 현재 위치를 확정한다. 일 실시예에서, 상기 현재 위치의 데이터는 무선 통신 유닛을 통해 외부 기기로 송신된다. 다른 실시예에서, 상기 현재 위치의 데이터는 프로세서의 분석을 거치거나 또는 메모리에 저장된 이전 데이터와 비교하여 다시 외부 기기로 송신한다. 상기 외부 기기는 데이터를 수신한 후, 다시 무선 통신 유닛에 운동 제어 유닛을 향한 명령을 송신한다. 무선 통신 유닛을 통해, 운동 제어 유닛과 외부 기기 사이에 구축한 즉시 통신은 캡슐의 진동을 서로 다른 진동 레벨로 조절할 수 있다.

일 실시형태에서, 상기 외부 기기는 스마트폰일 수 있으며, 상기 스마트폰은 데이터 센터 또는 클라우드 서비스 센터를 구비한 네트워크에 연결된다. 상기 외부 기기는 사용자 맞춤화 장치일 수도 있으며, 상기 맞춤화 장치는 무선 통신 유닛으로부터 다수의 특정된 캡슐 표시 정보를 획득할 수 있다. 상기 캡슐 표시 정보는 출고 데이터, 적용되는 진동 강도, 진동 레벨, 중량 및 사이즈 등을 포함한다. 상기 외부 기기는 사용자의 특정 정보 및/또는 소화관 위치의 특정 정보도 획득할 수 있다. 예를 들어, 과거/이전의 내성 수준 데이터, 및 유사한 사용자 시나리오에 사용되거나, 유사한 환자 통계 그룹에 사용되거나, 또는 질병 증상이 유사한 단계에서의 치료에 사용되는 관련 통계 또는 평균 데이터를 획득할 수 있다.

본 발명의 제4 측면에서, 상기 진동 캡슐은 캡슐 운동 검측 유닛을 더 포함한다. 일 실시형태에서, 상기 캡슐 운동 검측 유닛은 환자의 소화관에 작용하여, 소화관에서 높고 낮은 진동 레벨 사이의 차이를 감지하며, 피드백을 제공하여 진동 레벨을 증가시키거나 저하시킨다. 이 실시형태에서, 진동 캡슐이 작동하기만 하면, 예상 진동 레벨을 정성적으로 조절할 수 있다. 환자의 이전의 진동 레벨 역치는 저장되어, 캡슐이 작동할 때마다 획득할 수 있다. 실시간 피드백은 목표 진동 레벨을 조절하는 데 사용되며, 상기 목표 진동 레벨은 사용자 인터페이스를 통해 정성적으로 조절된다.

그러나, 안전과 치료 목적을 위해서는 작동 상태에 있는 진동 캡슐의 실제 진동 레벨을 과학적 및 정량적으로 즉시 측정하고 모니터링하는 것이 바람직하다.

상기 캡슐 운동 검측 유닛은 진동 캡슐의 실제 진동 레벨을 모니터링 및 측정하여 환자에게 피드백함으로써 환자 또는 사용자가 외부 기기를 사용하여 진동치를 실시간으로 조절하고 최적화할 수 있도록 한다. 이로써, 캡슐이 맞춤 제작이 아니라고 하더라도, 진동 레벨은 사람에 따라 다르거나 또는 서로 다른 환자의 개인 요구에 부합할 수 있다. 그리고, 동일한 환자라고 하더라도, 서로 다른 시간에 또는 서로 다른 소화관 위치에서 또는 서로 다른 목적으로 캡슐의 진동 레벨을 상응하게 조절할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐의 진동 레벨은 시작은 미약했으나, 치료가 체계화된 방식으로 초기부터 후기로 접어들면서 점차 증가한다.

상기 캡슐 운동 검측 유닛이 사용하는 기본 원리는 아래와 같다. 캡슐이 진동할 경우, 서로 다른 부위에서 생성된 진동 관련 파라미터는 서로 다르다. 캡슐이 진동할 경우, 캡슐의 서로 다른 부위와 소화관벽의 상호 작용은 서로 다르므로, 캡슐의 서로 다른 부분은 서로 다른 가속도, 압력, 온도 및 지자기장을 수신한다. 캡슐의 서로 다른 부위의 적어도 하나의 상술한 파라미터를 실시간으로 검측하여, 무선 통신 유닛을 통해 실시간으로 환자에게 유용하고 신뢰할 수 있는 캡슐 진동 상황을 제공한다.

상기 진동 캡슐의 적어도 하나의 부위에는 센서가 배치되어, 진동 관련 파라미터를 검측한다. 상기 센서는 가속도 센서(중력 센서), 압력 센서, 온도 센서, 자기장 센서 및 자이로 센서 또는 상술한 센서의 조합일 수 있다. 상기 진동 캡슐의 외부에는 하나 또는 다수의 센서를 배치할 수 있다. 일 실시예에서, 센서의 장착 위치는 회전자에 인접한다. 다른 실시예에서, 센서의 장착 위치는 모터에 인접한다. 또 다른 실시예에서, 진동 캡슐에는 2개의 센서가 배치되고, 이들은 각각 캡슐의 2개의 단부에 장착되며, 이 장착 방식은 캡슐 양단에서 진동 파라미터의 차이가 가장 크기 때문이다.

상기 센서는 상기 운동 생성 유닛의 진동을 검측하고 모니터링하기 위한 것이다. 일 실시예에서, 진동 캡슐이 작동하면 센서는 자동으로 작동한다. 다른 실시예에서, 센서는 외부 기기의 사용자 인터페이스로부터 송신된 명령을 수신한 경우에 작동하여, 진동을 모니터링한다. 다른 일 실시예에서, 센서는 특정 위치에 도달할 때 작동하며, 상기 위치 정보는 캡슐 위치 검측 유닛에 의해 수집되고 분석된다. 다른 일 실시예에서, 센서는 진동 캡슐이 작동한 후 특정 시간(s)에 작동한다. 예를 들어, 진동 캡슐은 삼킨 후 바로 작동하며, 가속도 센서는 특정 시간(s) 후 캡슐이 목표 위치에 도달한 것으로 예상되면 작동한다. 상기 캡슐 운동 검측 유닛의 작동과 차단은 전원 관리 모듈에서 제어한다.

센서가 진동 관련 파라미터를 수집한 후, 이 파라미터는 원시 데이터로서 외부 기기에 송신되며, 추가 명령을 대기한다. 또는, 진동 관련 파라미터의 원시 데이터는 외부 기기로 송신하기 전에 1차적으로 또는 전면적으로 처리하거나 조작한다. 제1 실시형태에서, 제1 지속 시간대 내에서 진동 관련 파라미터를 수집하여, 제1 데이터 그룹을 형성하고, 상기 제1 데이터 그룹의 평균치를 계산하여, 상기 제1 지속 시간대 내의 현재 진동 데이터를 표시한다. 이어서, 상기 무선 통신 유닛은 상기 제1 지속 시간대 내의 현재 진동 데이터를 외부 기기로 송신한다. 제2 실시형태에서, 제2 지속 시간대 내에서 진동 관련 파라미터를 수집하여, 제2 데이터 그룹을 형성하고, 상기 제2 데이터 그룹의 중간치를 계산하여, 상기 제2 지속 시간대 내의 현재 진동 데이터를 표시한다. 이어서, 상기 무선 통신 유닛은 상기 제2 지속 시간대 내의 현재 진동 데이터를 외부 기기로 송신한다. 제3 실시형태에서, 제3 지속 시간대 내에서 진동 관련 파라미터를 수집하여, 제3 데이터 그룹을 형성하고, 상기 제3 데이터 그룹의 최대치를 계산하여, 상기 제3 지속 시간대 내의 현재 진동 데이터를 표시한다. 이어서, 상기 무선 통신 유닛은 상기 제3 지속 시간대 내의 현재 진동 데이터를 외부 기기로 송신한다. 외부 기기가 수신한 현재 진동 데이터를 토대로, 상기 외부 기기는 명령을 송신하여 진동 레벨을 증가시키거나 낮추거나 또는 유지한다.

본 발명에서, 상기 캡슐의 진동 레벨은 하나의 그룹의 파라미터를 통해 확정하며, 상기 파라미터는 모터의 회전 속도, 주파수(도 6을 참고), 듀티 사이클, 매 작업 주기 내의 작업 시간과 휴면 시간의 비례를 포함한다. 상술한 어느 하나의 파라미터라도 변화가 발생하면 모두 캡슐의 진동 레벨에 영향을 준다.

본 발명의 제4 측면의 제1 실시형태에서, 상기 센서는 가속도 센서이다. 상기 가속도 센서는 운동 생성 유닛의 진동을 검측하고 모니터링하는 데 사용된다. 가속도 센서가 검측한 정보는 수집과 분석을 통해 캡슐의 진동을 조절하는 데 사용된다. 상기 가속도 센서는 진동 캡슐의 정확한 가속도('중력')를 검측할 수 있다.

일 실시예에서, 도 1에서와 같이 상기 캡슐은 원기둥 모양을 나타내는 본체부 및 본체부의 양단에 연결되는 반구형부를 구비한다. 캡슐의 양단에는 각각 하나의 가속도 센서가 장착된다. 캡슐이 진동할 경우, 2개의 가속도 센서는 캡슐의 전단과 후단의 가속도 데이터를 각각 검측한다. 가속도 센서가 캡슐 양단의 가속도 데이터를 수집하고, 상기 가속도 데이터의 평균치를 계산하여 획득한 후, 무선 통신 유닛은 상기 평균치를 외부 기기로 송신하며 다음 단계의 명령을 대기한다.

본 발명의 제4 측면의 제2 실시형태에서, 상기 센서는 압력 센서이다. 캡슐이 진동할 경우, 캡슐의 서로 다른 부위가 수신한 소화관의 압력은 서로 다르므로, 캡슐 내부의 압력 변화를 모니터링하여 진동 레벨에 관한 정량 피드백을 제공할 수 있다.

일 실시예에서, 도 1에서와 같이 상기 캡슐은 원기둥 모양을 나타내는 본체부 및 본체부의 양단에 연결되는 반구형부를 구비한다. 캡슐의 양단에는 각각 하나의 압력 센서가 장착된다. 캡슐이 진동할 경우, 2개의 압력 센서는 캡슐의 전단과 후단의 가속 데이터를 각각 검측한다. 압력 센서가 캡슐 양단의 압력 데이터를 수집한 후, 상기 2개 그룹의 압력 데이터에 각각 대응하는 압력치를 계산하고, 상기 압력치의 상대적으로 큰 값을 계산하여 획득한 후, 무선 통신 유닛은 상기 상대적으로 큰 값을 외부 기기로 송신하며, 다음 단계의 명령을 대기한다.

본 발명의 제4 측면의 제3 실시형태에서, 상기 센서는 온도 센서이다. 캡슐이 진동할 경우, 캡슐의 일부 부위가 환자의 소화관벽과 접촉하고 다른 부위가 소화관과 접촉하지 않음으로 인해, 진동 과정에서 서로 다른 온도가 발생한다. 따라서, 캡슐 내부의 온도 변화를 모니터링하여 진동 레벨에 관한 정량 피드백을 제공할 수 있다.

일 실시예에서, 도 1에서와 같이 상기 캡슐은 원기둥 모양을 나타내는 본체부 및 본체부의 양단에 연결되는 반구형부를 구비한다. 캡슐의 양단에는 각각 하나의 온도 센서가 장착된다. 캡슐이 진동할 경우, 2개의 온도 센서는 캡슐의 전단과 후단의 온도 데이터를 각각 검측한다. 온도 센서가 캡슐 양단의 온도 데이터를 수집하고, 상기 2개 그룹의 온도 데이터에 각각 대응하는 온도치를 계산하고, 상기 온도치의 상대적으로 큰 값을 계산한 후, 무선 통신 유닛은 상기 상대적으로 큰 값을 외부 기기로 송신하며, 다음 단계의 명령을 대기한다.

본 발명의 제4 측면의 제4 실시형태에서, 상기 센서는 자기장 센서이다. 캡슐이 진동할 경우, 캡슐의 서로 다른 부위는 지자기장의 상호 작용과 서로 다를 수 있으므로, 캡슐 내부의 자기장 변화를 모니터링하여 진동 레벨에 관한 정량 피드백을 제공할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 캡슐 내부는 자기장 센서를 구비한다. 상기 자기장 센서는 캡슐 케이스에서 모터에 인접한 위치에 장착된다. 캡슐이 진동할 경우, 자기장 센서는 캡슐의 지자기의 영향을 받는 자기장 데이터를 측정한다. 자기장 센서가 자기장 데이터를 수집한 후, 무선 통신 유닛은 상기 자기장 데이터를 외부 기기로 송신하며, 다음 단계 명령을 대기한다.

본 발명의 제4 측면의 제5 실시형태에서, 상기 센서는 자이로 센서이다. 캡슐이 진동할 경우, 캡슐의 서로 다른 부위는 캡슐에 가해지는 서로 다른 각속도를 수신한다. 캡슐의 각속도 변화를 모니터링하면 진동 레벨에 관한 정량 피드백을 제공할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 캡슐 내부는 자이로 센서를 구비한다. 자이로 센서는 캡슐 케이스에서 모터에 인접한 위치에 장착된다. 자이로 센서가 데이터를 수집한 후, 무선 통신 유닛은 상기 데이터를 외부 기기에 송신하며, 다음 단계의 명령을 대기한다.

상기 하나 또는 다수의 센서는 각 환자를 위해 최적의 진동 주파수, 듀티 사이클과 휴면 시간을 확정하는 데 도움을 준다. 외부 기기가 수신한 데이터를 토대로, 진동 주파수, 듀티 사이클 및 휴면 시간에 관한 하나의 데이터 베이스가 구축될 수 있으며, 상기 데이터 베이스와 진동 레벨의 식별을 서로 연결시킨다.

진동 레벨이 정확하게 외부 기기로 피드백되면, 상기 외부 기기는 즉시 진동 레벨의 정보 및 이에 상응하는 환경 정보를 추적하여, 외부 기기의 메모리에 상기 정보를 저장할 수 있다. 캡슐이 휴면 상태에서 회복되거나 재작동할 때마다, 이전의 진동 레벨을 메모리에서 쉽게 획득할 수 있다.

캡슐이 환자의 체내에 유입되기 전에, 운동 생성 유닛의 진동 상황을 검측하고 모니터링하는 센서를 교정할 수 있다. 일 실시예에서, 각 진동 캡슐에는 기설정 진동 레벨이 저장되어 있으며, 상기 진동 레벨의 파라미터는 모터의 회전 속도, 주파수와 작업 주기를 포함한다. 캡슐이 환자의 체내에 유입되기 전에, 동작 방식의 사전 설정과 센서의 검측을 실행한다. 캡슐의 동작 방식의 사전 설정 동안에는, 캡슐이 교정 프로토콜을 실행하며, 상기 교정 프로토콜은 센서에 대응하는 소음 레벨의 확인을 더 포함한다.

본 발명의 제5 측면에서, 상기 진동 캡슐은 캡슐 위치 검측 유닛을 더 포함한다. 상기 캡슐 위치 검측 유닛은 소화관 위치 검측 모듈과 캡슐 배출 표시 모듈을 포함한다. 상기 소화관 위치 검측 모듈은 소화관 내에서의 진동 캡슐의 현재 위치 정보를 검측한다. 일 실시형태에서, 상기 현재 위치 정보는 무선 통신 유닛을 통해 외부 기기로 송신된다. 다른 실시형태에서, 상기 현재 위치 정보는 전원 관리 유닛에 송신되어, 온 또는 오프 정보를 운동 제어 유닛에 송신해야 할지를 결정한다. 진동 캡슐의 현재 위치를 검측하는 방법은 지연 알고리즘, PH 측정법, 소형 자석 추적법, 무선 주파수 포지셔닝법 및 효소 촉발법을 포함하나 이에 한정하지 않는다. 상기 캡슐 배출 표시 모듈의 검측 방법은 무선 통신법, 온도 감지법 및 자기 검측법을 포함한다.

본 발명의 제5 측면의 제1 실시형태에서, 상기 소화관 위치 검측 모듈은 지연 알고리즘을 사용하여 진동 캡슐의 현재 위치를 확정한다. 상기 소화관 위치 검측 모듈은 타이머 및 데이터 송수신 유닛을 포함한다. 상기 지연 알고리즘은 진동 캡슐이 결장에 도달하였는지를 시간 값에 따라 예측하도록 하나의 시간 프로토콜을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 시간 값은 하나의 기설정 값이며, 캡슐이 환자의 소화관 내에서 이동하는 시간과 기설정치를 비교하여, 캡슐이 결장에 도달하였는지를 확정할 수 있다. 상술한 기설정 값은 상기 환자와 유사한 특정군의 평균 데이터일 수 있다. 상기 기설정 값은 상기 환자가 이전에 진동 캡슐 치료를 받는 과정에서 획득한 데이터일 수도 있다.

본 발명의 제5 측면의 제2 실시형태에서, 상기 소화관 위치 검측 모듈은 PH 측정법을 사용하여 캡슐의 현재 위치를 검측한다. 상기 소화관 위치 검측 모듈은 PH 센서를 포함한다. 결장 부근 구역의 PH 값은 대략 7.8이다. 상기 PH 센서가 정확하게 검측할 수 있는 PH 값의 범위는 2-12이다. 일 실시예에서, 상기 PH 센서가 검측할 수 있는 PH 값의 범위는 4-8이다. 다른 실시예에서, 상기 PH 센서는 PH 값이 7.6-8 사이인지를 검측할 수 있다.

본 발명의 제5 측면의 제3 실시형태에서, 상기 소화관 위치 검측 모듈은 자기장 추적법을 이용하여 캡슐의 현재 위치를 검측하며, 상기 소화관 위치 검측 모듈은 자기 쌍극자 소자를 포함한다. 상기 자기 쌍극자 소자의 자기 쌍극자 모멘트는 0.1Acm^-2 - 1Acm^-2이고, 중량은 0.5g-5g이다. 자기 쌍극자의 운동에 따라, 진동 캡슐의 경로를 추적하여 그림을 그린다. 그려진 추적도에 따라, 진동 캡슐의 현재 위치를 확정할 수 있다.

본 발명의 제5 측면의 제4 실시형태에서, 상기 소화관 위치 검측 모듈은 체표면 자기장 검측법, 무선 주파수(Radio Freqency, RF) 검측법 또는 초음파 센서 검측법을 이용하여 캡슐의 현재 위치를 검측하며, 상기 소화관 위치 검측 모듈은 환자의 회맹판 부근에 설치되는 외부 감지 장치를 포함하며, 상기 외부 감지 장치는 사용하는 검측 방법에 따라 확정된다. 이로써, 진동 캡슐이 결장에 진입하기만 하면 상기 외부 감지 장치는 즉시 신호를 검측할 수 있다.

본 발명의 제5 측면의 제5 실시형태에서, 상기 소화관 위치 검측 모듈은 효소 촉발법을 이용하여 캡슐의 현재 위치를 검측하며, 상기 소화관 위치 검측 모듈은 진동 캡슐의 외부에 설치되는 효소 센서를 포함한다. 상기 효소 센서는 결장 효소의 존재 여부를 검측하는 데 전문적으로 사용된다. 만약 결장 효소가 존재한다면, 상기 효소 센서는 외부 기기 또는 전원 관리 유닛에 신호를 송신한다.

본 발명의 다른 측면에서 상기 소화관 위치 검측 모듈은 다수의 자기장, 무선 주파수 또는 초음파 센서를 혼합한 포지셔닝 방법을 이용하여 캡슐의 현재 위치를 검측하며, 상기 소화관 위치 검측 모듈은 환자의 장관의 연장 방향을 따라 환자의 신체에 설치되는 다수의 자기장, 무선 주파수 또는 초음파 센서를 포함한다. 진동 캡슐이 결장 내에서 이동할 경우, 진동 캡슐과 가장 가까운 센서가 하나의 가장 강한 신호를 검측하며, 이를 통해 진동 캡슐이 결장을 따라 운동하는 위치를 검측한다.

본 발명의 제5 측면의 제6 실시형태에서, 상기 캡슐 배출 표시 모듈은 무선 통신 방법을 이용하여 캡슐의 배출 여부를 검측하며, 상기 캡슐 배출 표시 모듈은 무선 통신 유닛의 일부분이다. 일 실시예에서, 캡슐은 정기적으로 외부로 신호를 보낸다. 기설정 주기 내(예를 들어 1일)에 신호가 수신되지 않으면, 캡슐이 환자의 체내로부터 배출된 것으로 확정할 수 있다.

본 발명의 제5 측면의 제7 실시형태에서, 상기 캡슐 배출 표시 모듈은 온도 기반의 검측 방법을 이용하여, 캡슐이 체외로 배출되었는지를 검측하며, 상기 캡슐 배출 표시 모듈은 진동 캡슐의 외부에 설치되는 온도 센서를 포함한다. 진동 캡슐이 환자의 체내에 있을 경우, 상기 온도 센서는 체내의 온도가 대략 36°C임을 검측하고, 캡슐이 배출된 경우에는, 온도 센서가 검측한 온도는 체내의 온도와 서로 다르다. 일 실시예에서, 상기 온도 센서는 주기적으로 캡슐의 온도를 검측하고, 정보를 적절한 장치(예를 들어, 외부 기기)로 송신하여, 캡슐의 배출 여부를 표시한다.

본 발명의 제5 측면의 제8 실시형태에서, 상기 캡슐 배출 표시 모듈은 자기장 기반의 자기 검측 방법을 이용하여 캡슐이 체외로 배출되었는지를 검측하며, 상기 캡슐 배출 표시 모듈은 진동 캡슐의 내부에 배치되는, 영구 자기 쌍극자를 구비한 소형 자석을 포함한다. 상기 캡슐 배출 표시 모듈은 소형 자석의 운동을 정기적으로 추적하여 위치도를 생성하며, 소형 자석의 현재 위치를 표시함으로써, 진동 캡슐의 배출 여부를 판단한다.

본 발명의 제6 측면에서, 상기 진동 캡슐은 캡슐 온/오프 모듈을 더 포함한다. 상기 캡슐 온/오프 모듈은 캡슐을 완전하게 켜거나(활동 상태) 또는 닫음(비활동 상태)으로써, 최대한 전체 전기 소모량을 줄이고 캡슐의 수명, 특히는 유통 기한 내의 보관 수명을 연장한다. 일 실시형태에서, 상기 진동 캡슐은 포장에서 꺼내면 즉시 작동하어, 후속의 사용에 편리하도록 한다. 다른 실시형태에서, 진동 캡슐은 특정 목표 위치 예를 들어 환자의 결장에 도달한 경우에 작동한다. 일 실시예에서, 상기 캡슐 온/오프 모듈은 독립 모듈이다. 다른 실시예에서, 상기 캡슐 온/오프 모듈은 전원 관리 유닛의 일부분이다. 다른 실시예에서, 상기 캡슐 온/오프 모듈은 독립 모듈과 전원 관리 유닛의 일부분의 조합이다. 예를 들어, 진동 캡슐의 포장함이다. 상기 캡슐 온/오프 모듈은 자기 제어 리드 스위치, 감광 조사 스위치, 교류 자기장 감지 스위치, RF 감지 스위치 또는 온도 감지 스위치일 수 있다.

본 발명의 제6 측면의 제1 실시형태에서, 상기 캡슐 온/오프 모듈은 자기 제어 리드 스위치이다. 일 실시예에서, 상술한 진동 캡슐은 자기 포장에 수납된다. 캡슐이 포장에 수납된 경우에는 오프 상태이다. 포장이 제거되기만 하면, 리드 스위치가 즉시 캡슐을 작동시킬 수 있다. 도 13을 참고하면, 자기 제어 리드 스위치(24)는 진동 캡슐의 제어 회로 내에 있다. 상기 자기 제어 리드 스위치(24)와 진동 캡슐 포장 내의 자기 베이스(300)는 상호 작용하며, 서로 자기적으로 페어링 한다. 상기 자기 베이스(300)가 상기 자기 제어 리드 스위치(24)에 가까워지면, 자기 제어 리드 스위치(24) 내부의 리드가 흡착되어 제어 회로가 차단된다. 상기 자기 베이스(300)가 상기 자기 제어 리드 스위치(24)로부터 멀어지면, 자기 제어 리드 스위치(24) 내부의 리드가 차단되어 제어 회로가 연통된다.

본 발명의 제6 측면의 제2 실시형태에서, 상기 캡슐 온/오프 모듈은 감광 스위치 또는 감광 조사 스위치이다. 일 실시예에서, 상기 진동 캡슐은 광선과 접촉하지 않는 어두운 포장 속에 수납된다. 상기 진동 캡슐은 상기 포장 속에서 오프 상태이다. 상기 포장으로부터 상기 진동 캡슐을 꺼내면, 상기 진동 캡슐은 광선과 접촉할 경우 작동한다. 상기 감광 스위치는 특정 파장의 빛이나 어떤 색의 빛으로도 제어할 수 있다.

본 발명의 제6 측면의 제3 실시형태에서, 상기 캡슐 온/오프 모듈은 교류 자기장 감지 스위치이다. 외부 자기장을 통해 진동 캡슐을 작동시키거나 차단한다.

본 발명의 제6 측면의 제4 실시형태에서, 상기 캡슐 온/오프 모듈은 무선 주파수 감지 스위치이다. 무선 주파수를 통해 상기 진동 캡슐의 작동과 차단을 원격 조종한다.

본 발명의 제6 측면의 제5 실시형태에서, 상기 캡슐 온/오프 모듈은 온도 감지 스위치이다. 상기 진동 캡슐은 센서가 감지한 온도에 의해 작동하거나 차단된다. 진동 캡슐이 환자의 체내에 설치된 경우, 온도 센서가 감지한 주변 온도가 36°C라면, 진동 캡슐이 작동한다. 상기 진동 캡슐이 체외로 배출된 경우, 온도 센서가 감지한 주변 온도가 환경 온도(예를 들어, 20°C)라면, 진동 캡슐이 차단된다.

본 발명의 제7 측면에서, 상기 진동 캡슐의 제어 회로는 캡슐의 진동 방향을 조절하는 데 사용된다. 상기 진동 캡슐의 예시적인 제어 회로는 도 13에서와 같으며, 상기 진동 캡슐의 전원 공급 유닛, 즉 제1 배터리(201) 및 제2 배터리(202)는 진동 모터(21)에 전원을 공급하고, 2개의 필드 효과 트랜지스터(233)는 전원 공급 유닛과 진동 모터(21) 사이에서 전기적 연결을 구축한다. 상기 필드 효과 트랜지스터(233)는 전원 공급 유닛으로부터 진동 모터(21)로의 전류 공급을 연결하거나 차단한다. 상기 2개의 필드 효과 트랜지스터는 전류의 흐름 방향을 조절할 수 있다. 이로써, 배터리로부터의 전류가 정방향으로 흐를 수 있고, 역방향으로도 흐를 수 있도록 하고, 상응하게 진동 모터의 진동 방향도 조절할 수 있다. 예를 들어, 만약 진동 모터가 정방향의 전류를 수신하면, 모터는 시계방향으로 회동하고, 만약 진동 모터가 역방향 전류를 수신하면, 모터는 시계반대방향으로 회동한다.

도 1을 참고하면, 회전자(1)와 모터(2)는 연결축의 연결을 통해 상기 운동 생성 유닛을 형성한다. 상기 전원 공급 유닛을 형성하도록, 배터리(4)는 배터리 그룹일 수 있다. PCB판(6)은 메인보드이며, 전원 관리 유닛, 운동 제어 유닛 및 프로세서가 집적되어 있다. 상기 프로세서에서는 캡슐 운동 검측 유닛 및 소화관 위치 검측 모듈이 작동한다. 리드 스위치(7)는 상술한 캡슐 온/오프 모듈이다. 무선 주파수 안테나(9)는 상술한 무선 통신 모듈의 일부분이다. 제1 절연 지지 부재(5), 제 2 절연 지지 부재(3) 및 모터 브라켓(10)은 상기 캡슐에 구조적 지지를 제공한다. 캡슐 케이스 후단(8)과 캡슐 케이스 전단(11)은 캡슐의 중요한 보호 마스크를 형성한다.

도 2에 따른 진동 캡슐의 실시형태를 살펴보면, 상기 진동 캡슐은 운동 생성 유닛, 운동 제어 유닛 및 전원 공급 유닛을 포함한다. 상기 운동 생성 유닛은 진동을 발생시키며, 상기 진동의 주파수는 1-10Hz이고, 듀티 사이클은 0.01-0.9이다. 상기 운동 제어 유닛은 무선 통신 유닛이 송신한 운동 제어 신호를 수신하고, 운동 제어 명령을 운동 생성 유닛에 송신한다. 상기 전원 공급 유닛은 진동 캡슐에 전원을 공급한다. 상기 무선 통신 유닛은, 외부 기기에 데이터를 송신하고 외부 기기로부터의 명령을 수신하는 무선 주파수 송수신기를 포함한다. 상기 진동 캡슐은, 진동과 관련된 파라미터를 검측하고 상기 파라미터를 무선 통신 유닛으로 송신하는 캡슐 운동 검측 유닛을 더 포함한다. 도 9를 참고하면, 상기 무선 통신 유닛은 외부 기기로부터 명령 데이터를 수신하고, 입출력 유닛을 통해 명령 데이터를 프로세서로 송신할 수 있다. 상기 프로세서는 입력된 데이터를 제어 신호로 변환하여 운동 제어 유닛으로 송신하며, 상기 운동 제어 유닛은 조작 가능한 운동 명령을 운동 생성 유닛으로 송신한다.

도 3에 따른 진동 캡슐의 다른 실시형태를 살펴보면, 상기 진동 캡슐은 운동 생성 유닛, 운동 제어 유닛 및 전원 공급 유닛을 포함한다. 상기 운동 생성 유닛은 진동을 발생시키며, 상기 진동의 주파수는 1-10Hz이고, 듀티 사이클은 0.01-0.9이다((도 6에서와 같음). 상기 운동 제어 유닛은 무선 통신 유닛과 전원 관리 유닛부터로의 운동 제어 신호를 수신하고, 조작 가능한 운동 명령을 운동 생성 유닛에 송신한다. 상기 전원 공급 유닛은 전원 관리 유닛을 통해 진동 캡슐에 전원을 공급한다. 상기 무선 통신 유닛은, 외부 기기에 데이터를 송신하고 외부 기기로부터의 명령을 수신하는 무선 주파수 송수신기를 포함한다. 상기 전원 공급 유닛은 진동 캡슐의 작업 시간과 휴면 시간을 결정한다(도 6에서와 같음). 상기 진동 캡슐은, 진동과 관련된 파라미터를 검측하고 상기 파라미터를 무선 통신 유닛으로 송신하는 캡슐 운동 검측 유닛을 더 포함한다.

도 4를 참고하면, 상기 진동 캡슐은 캡슐 위치 검측 유닛을 더 포함한다. 상기 캡슐 위치 검측 유닛은 환자 소화관 내에서의 진동 캡슐의 현재 위치 정보를 검측하고, 검측한 위치 정보를 전원 관리 유닛으로 송신한다. 상기 캡슐 위치 검측 유닛은 검측한 위치 정보를 무선 통신 유닛으로도 송신한다. 도 8을 참고하면, 상기 캡슐 위치 검측 유닛은 소화관 위치 검측 모듈과 캡슐 배출 표시 모듈을 포함한다.

도 10을 참고하면, 상기 무선 통신 유닛은 소화관 위치 검측 모듈과 캡슐 운동 검측 유닛부터로의 입력 데이터를 수신하고, 상기 데이터를 외부 기기로 송신하며, 상기 외부 기기는 데이터 센터와 서로 연결될 수 있다. 상기 무선 통신 유닛으로 송신된 데이터는 위치 및 운동 파라미터와 관련된 원시 데이터일 수 있으며, 처리된 데이터일 수도 있다. 상기 처리된 데이터는 수집한 하나의 데이터 그룹의 평균치, 중간치 또는 최대치일 수 있다.

도 11을 참고하면 이는 본 발명의 진동 캡슐의 예시적인 사용 또는 제어 방법을 나타낸 도면이다. 상기 사용 또는 제어 방법은 진동 캡슐의 프로세서 또는 외부 기기의 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 상기 방법은, 상기 진동 캡슐을 패키지 베이스로부터 꺼낸 후, 진동 캡슐이 작동하는 단계; 진동 캡슐을 환자의 위로 유입시킨 후, 6시간 대기하는 단계; 캡슐의 제1 진동을 실행하는 단계로서, 상기 제1 진동은 캡슐이 제1 진동 레벨을 획득하도록 하며, 상기 제1 진동 레벨은 제1 주파수와 제1 작업 주기를 포함하며, 각각의 주기는 모두 작업 시간과 정지 시간을 포함하는 단계; 외부 기기의 사용자 인터페이스를 통해 진동을 환자가 편안함을 느끼는 주파수로 조절하는 단계; 캡슐의 누적 작업 시간이 3시간 이상이면, 진동을 중지하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한, 소화관 위치 검측 모듈을 열어, 캡슐이 결장에 도달한 후 제2 진동을 실행하는 단계; 기설정 시간 내(예를 들어 7일)에 무선 주파수 모니터를 사용하여 캡슐의 위치를 모니터링하여 캡슐이 체외로 배출되었는지를 판단하는 단계를 더 포함한다.

진동 캡슐을 포장에서 꺼낸 후, 상기 방법은 또한, 상기 진동 캡슐이 고장났는지를 확인하기 위해 테스트 프로토콜을 실행하는 단계를 더 포함한다. 상기 테스트 프로토콜은 기설정된 테스트 시간 내에 테스트 주파수와 테스트 주기로 진동 캡슐을 동작시키는 것을 포함한다.

상술한 진동 캡슐의 사용 또는 제어 방법에서, 캡슐의 제1 진동을 실행하기 전에 무선으로 상기 진동 캡슐의 기본(default) 진동 파라미터를 수신하는 단계를 더 포함한다. 상기 진동 캡슐은 무선 주파수 모듈을 통해 기본 진동 파라미터를 수신하며, 상기 기본 진동 파라미터는 제1 모터의 회전 속도, 제1 주파수, 제1 듀티 사이클, 제1 작업 주기 또는 작업 시간과 휴면 시간의 비례 및 제1 운동 방향 등을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 일 실시예에서, 상기 기본 진동 파라미터는 상기 진동 캡슐과 관련된다. 다른 실시예에서, 기본 진동 파라미터는 환자에 대해 맞춤 설정되며, 상기 맞춤 설정은 환자의 이전의 치료 내역에 의해 확정된다.

본 발명의 다른 측면에서, 상기 방법은 환자의 소화관 운동과 동기화한 주파수로 진동 캡슐을 이동시키는 단계를 포함한다. 다시 말해, 진동 캡슐이 환자의 소화관내로 유입된 후, 상기 진동 캡슐은 환자의 내장 기관과 공진할 수 있는 주파수로 진동함으로써, 최적의 진동 효과와 편안함을 얻게 된다.

환자의 체내에서 기관과 공진하는 주파수로 캡슐을 이동시키기 위하여, 상술한 방법은 아래 단계를 포함한다.

a) 제1 주파수 f와 제1 듀티 사이클로 캡슐 운동 유닛을 작동시키고, 제1 가속도 센서를 통해 제1 가속도 A_f를 검측하는 단계; b) 제2 주파수 f-m와 제1 듀티 사이클로 진동 캡슐의 운동 생성 유닛을 구동시키고, 제1 가속도 센서를 통해 제2 가속도 A_f-m을 검측하는 단계; c) A_f-n의 최대치를 찾도록, 1Hz-13Hz의 주파수 범위 내에서 단계 b와 c를 반복하는 단계를 포함한다. f-n은 환자 소화관의 공진 주파수이다. 그 중, 1Hz<f-m<13Hz, 1Hz <f-n<13Hz 및 0.2<|m|<1이다.

일 실시예에서, 상기 방법은: a) 제1 주파수 f(f는 대략 10Hz이다)와 제1 듀티 사이클로 캡슐 운동 유닛을 작동시키고, 제1 가속도 센서를 통해 제1 가속도 Af를 검측하는 단계; b) 제2 주파수 f-m(9.5Hz，m=0.5)와 제1 듀티 사이클로 진동 캡슐의 운동 생성 유닛을 구동시키는 단계; c) 제1 가속도 센서를 통해 제2 가속도 A_f-m을 검측하고, Af와 A_f-m 사이의 상대적으로 큰 값과 관련된 주파수 값을 기록하는 단계; d) 단계 b와 c를 마지막 주파수가 1Hz가 될 때까지 반복하고, 최대 가속도와 관련된 주파수 값을 기록하는 단계를 포함한다. 상기 기록한 주파수 값은 캡슐이 위치한 기관의 공진 주파수이다.

본 발명의 목적은 상기 진동 캡슐이 각 환자에게 가장 적합한 진동 레벨로 동작함으로써, 환자가 어떠한 불편함도 느끼지 않도록 함과 동시에 최적의 임상 목표를 구현하는 것이다. 일 실시형태에서, 도 12를 참고하면, 제3 주파수와 제3 듀티 사이클로 캡슐의 운동 생성 유닛을 구동하는 단계; 제1 데이터 그룹이 형성되도록, 제1 가속도 센서를 통해 적어도 3개의 가속도치를 수집하는 단계; 상기 제1 데이터 그룹의 최대 가속도치를 식별하고, 최대 가속도치를 제1의 최적 주파수로 하는 단계; 듀티 사이클을 진동 레벨이 환자가 편안함을 느낄 때까지 조절하는 단계; 0.5-1시간 간격으로 상술한 검측과 조절 단계를 1회 반복하고, 누적 진동 시간이 3시간을 초과하면 캡슐의 진동을 중지하는 단계를 포함한다.

본 분야의 통상의 기술자는 위에서 나열한 일련의 상세 설명이 본 발명의 실행가능한 실시형태에 대한 구체적인 설명으로서 본 발명의 보호 범위를 한정하지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 등가적 실시형태 또는 변경은 모두 본 발명의 보호 범위에 속함을 이해할 수 있다.

명세서에서 ‘실시예’, ‘실시형태’ 등에 대한 언급과 표시는 그 실시예에서 설명한 특정 기능, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함됨을 의미한다. 상기 용어가 명세서의 서로 다른 부분에 나타났다고 해서 동일한 실시예를 가리키는 것은 아니다. 또한, 상기 임의의 실시예에서 설명한 특정 기능, 구조 또는 특성은 적절히 조합하여 본 분야의 통상의 기술자가 이해할 수 있는 다른 실시형태를 형성할 수 있다. 이해를 돕기 위해, 일부 방법 단계는 단독으로 설명했을 수 있으나, 이들 단독으로 설명한 단계는 실행 중에 반드시 지켜야 하는 순서로 해석해서는 안된다. 다시 말해, 일부 단계는 동시 또는 그밖의 다른 순서로 실행할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 예시적 실시 방법은 상응한 장치에 적용할 수 있으나, 상기 실시 방법은 본 발명의 범위를 한정하지 않는다.

비록 본 발명의 다수의 실시예를 나타내고 설명했으나, 본 분야의 통상의 기술자가 본 발명의 원리와 취지를 벗어나지 않으면서 상기 다수의 실시예를 다양하게 변경하는 것도 포함할 수 있다. 따라서, 상기 실시예는 각 측면에서 설명을 위한 것으로 보아야 하며 본 발명을 한정하는 것으로 보아서는 안된다. 본 발명의 범위는 후술되는 청구항에 의해 한정되며, 전술한 명세서에 의해 한정되지 않는다. 청구항과 균등한 의미와 범위에서 진행한 모든 변경은 모두 본 발명의 범위에 속한다. 본 발명에서 사용한 용어 ‘바람직하게는’은 배타적이지 않으며, ‘바람직하지만 그에 한정되지 않음’을 가리킨다. 청구항 중의 용어는 명세서에서 설명한 발명의 구상과 일치한 가장 넓은 해석을 가진다. 예를 들어, 용어 ‘커플링’과 ‘연결’(및 그 파생어)을 이용하여 직접적 및 간접적인 연결/커플링을 나타낸다. 또 예를 들면, ‘구비한다’ 및 ‘포함한다’와, 그 파생어 및 유사한 경과용 용어 또는 문구는 ‘포함한다’와 동일한 의미를 가지며(즉 이들은 모두 ‘개방형’ 용어로 본다’, 문구 ‘...로 구성된다’와 ‘사실상 ...로 구성된다’만 ‘폐쇄형’으로 본다.

Claims (12)

1. 진동 캡슐의 제어 방법에 있어서,
   제1 주파수와 제1 듀티 사이클로 진동 캡슐의 캡슐 운동 유닛을 작동시키는 단계;
   제1 가속도 센서를 통해 제1 가속도치를 검측하는 단계;
   제1 데이터 그룹을 형성하도록, 제1 가속도 센서를 통해 적어도 3개의 가속도치를 수집하는 단계;
   상기 제1 데이터 그룹의 제2 가속도치를 식별하고, 상기 제2 가속도치를 제1의 최적 주파수로 하는 단계;
   상기 제1 듀티 사이클을, 환자가 편안함을 느끼는 진동 레벨이 될 때까지 조절하는 단계; 및
   0.5-1시간 간격으로 상술한 검측과 조절 단계를 1회 반복하고, 누적 진동 시간이 3시간을 초과하면 진동 캡슐의 진동을 중지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 캡슐의 제어 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 가속도치는 제1 데이터 그룹에서의 최대치인 것을 특징으로 하는 진동 캡슐의 제어 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2 가속도치는 제1 데이터 그룹에서의 중간치인 것을 특징으로 하는 진동 캡슐의 제어 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 가속도치는 제1 데이터 그룹에서의 평균치인 것을 특징으로 하는 진동 캡슐의 제어 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 방법은 진동 캡슐의 캡슐 온/오프 모듈을 통해 진동 캡슐을 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 캡슐의 제어 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 방법은 진동 캡슐이 고장났는지를 테스트하도록, 기설정된 테스트 시간 내에서 테스트 주파수와 테스트 주기로 진동 캡슐을 동작시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 캡슐의 제어 방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 방법은 진동 캡슐이 환자의 소화관 내에 유입되어 기설정 시간이 지나면, 진동 캡슐을 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 캡슐의 제어 방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 방법은 무선으로 상기 진동 캡슐의 하나의 그룹의 기본 진동 파라미터를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 캡슐의 제어 방법.
9. 제1항에 있어서,
   상기 방법은 진동 캡슐의 진동 방향이 변경되도록, 전원 공급 유닛으로부터 진동 모터로의 전류 방향을 변경시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 캡슐의 제어 방법.
10. 진동 캡슐의 제어 방법에 있어서,
    확정된 진동 주파수로 진동 캡슐을 이동시키는 단계를 포함하며, 상기 진동 주파수의 확정 단계는,
    a) 제1 주파수 f와 제1 듀티 사이클로 진동 캡슐의 캡슐 운동 유닛을 작동시키고, 제1 가속도 센서를 통해 제1 가속도 A_f를 검측하는 단계;
    b) 제2 주파수 f-m와 제1 듀티 사이클로 진동 캡슐의 운동 생성 유닛을 구동시키고, 제1 가속도 센서를 통해 제2 가속도 A_f-m를 검측하는 단계; 및
    c) 1Hz-13Hz의 주파수 범위 내에서 단계 b와 c를 반복하여, A_f-n의 최대치를 찾고, f-n이 진동 캡슐의 진동 주파수임을 확정하되, 그 중 1Hz < f-m < 13Hz, 1Hz < f-n < 13Hz 및 0.2 < |m| < 1인 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 캡슐의 제어 방법.
11. 외부 기기를 통해 진동 캡슐을 제어하는 방법으로서, 외부 기기에 적용되는 방법에 있어서,
    제1 주파수와 제1 듀티 사이클로 진동하도록 진동 캡슐의 캡슐 운동 유닛을 설정하는 단계;
    제1 가속도 센서가 검측한 제1 가속도치를 획득하는 단계;
    제1 데이터 그룹이 형성되도록, 제1 가속도 센서를 제어하여 적어도 3개의 가속도치를 수집하는 단계;
    상기 제1 데이터 그룹의 제2 가속도치를 식별하고, 상기 제2 가속도치를 제1의 최적 주파수로 하는 단계;
    상기 제1 듀티 사이클을, 환자가 편안함을 느끼는 진동 레벨이 될 때까지 조절하는 단계; 및
    0.5-1시간 간격으로 상술한 검측과 조절 단계를 1회 반복하고, 누적 진동 시간이 3시간을 초과하면 진동 캡슐의 진동을 중지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 캡슐의 제어 방법.
12. 외부 기기를 통해 진동 캡슐을 제어하는 방법으로서, 외부 기기에 적용되는 방법에 있어서,
    진동 캡슐이 환자의 소화관 운동과 동기화된 공진 주파수로 이동하도록 설정하는 단계를 포함하며, 상기 공진 주파수의 확정 단계는,
    a) 제1 주파수 f와 제1 듀티 사이클로 작동하도록 진동 캡슐의 캡슐 운동 유닛을 설정하고, 제1 가속도 센서를 통해 제1 가속도 A_f를 검측하는 단계;
    b) 제2 주파수 f-m와 제1 듀티 사이클로 진동하도록 진동 캡슐의 운동 생성 유닛을 설정하고, 제1 가속도 센서를 통해 제2 가속도 A_f-m을 검측하는 단계; 및
    c) 1Hz-13Hz의 주파수 범위 내에서 단계 b와 c를 반복하여, A_f-n의 최대치를 찾고, f-n이 환자 소화관의 공진 주파수임을 확정하되, 그 중 1Hz < f-m < 13Hz, 1Hz < f-n < 13Hz 및 0.2 < |m| < 1인 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 캡슐의 제어 방법.

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